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大数据；统计学；研究方法
中图分类号：
F27
文献标识码：A
文章编号：16723198（2015）11005201
随着信息技术的日益发展与普及，信息以及数据在社会经济发展过程中发挥的作用越来越重要。现如今，“大数据”时代已经来临，于是如何更有效地利用数据快速做出科学决策也已成为众多企业甚至是国家所共同关注的焦点问题。在数据处理和分析方法方面，《统计学》以及在其基础上发展而来的实证统计方法是当前的主流，这些方法可以帮助数据持有者从大量的数据中挖掘有价值的信息，并为其相关决策提供理论支撑和方法支持。然而，传统的实证统计方法在最新出现的大数据情境下，却呈现出了诸多缺陷，例如传统数据收集方法无法实现大规模（甚至是总体）数据的收集，传统统计方法和分析软件无法处理大规模数据，等等。于是，在将传统统计学方法应用于最新的大数据情境和问题之前，需要首先明确大数据所要求的处理方法与传统的统计学处理方法存在哪些关联和区别，然后才能够决定是否可以应用既有统计学理论和方法来处理某些大数据问题。
1大数据的界定
根据一位美国学者的研究，大数据可以被定义为：it means data that’s too big， too fast， or too hard for existing tools to process。也就是说，该学者认为：在关于大数据的所有定义中，他倾向于将之定义为那类“太大”、“太快”，或现存工具“太难”处理的数据。一般而言，大数据的特征可以概括为四个V：一是量大（Volume）；二是流动性大（Velocity），典型的如微博；三是种类多（Variety），多样性，有结构化数据，也有半结构化和非结构化数据；四是价值大（Value），这些大规模数据可以为持有企业或者组织创造出巨大的商业或社会价值。
Victor在其最新著作《大数据时代――生活、工作与思维的大变革》中指出，大数据时代，思维方式要发生3个变革：第一，要分析与事物相关的所有数据，而不是依靠分析少量数据样本；要总体，不要样本。第二，要乐于接受数据的纷繁复杂，而不再追求精确性。第三，不再探求难以捉摸的因果关系，应该更加注重相关关系。这些变革反映出了大数据处理方式与传统统计学分析方法的很多关联以及主要不同。因此，下面我们分别针对两者的联系和区别进行讨论。
2大数据与统计学分析方法的联系
从18世纪中叶至今，统计学已经经历了两百多年的发展历程，不论是基础理论还是社会应用都极其坚实而丰富。大数据作为一种新兴的事物规律认知和挖掘思维，也将会对人类的价值体系、知识体系和生活方式产生重要影响，甚至引发重大改变。作为两种认知世界和事物规律的基本方法，它们在以下两个方面存在紧密关联。
（1）挖掘事物规律的基本思想一致。统计学（statistics）探索事物规律的基本方法是：通过利用概率论建立数学模型，收集所观察系统的数据，进行量化分析和总结，做出推断和预测，为相关决策提供依据和参考。对于大数据，维克托指出，大数据思维的来临使人类第一次有机会和条件，在非常多的领域和非常深入的层次获得和使用全面数据、完整数据和系统数据，深入探索现实世界的规律，获取过去不可能获取的知识。通过这两个定义可以看出，不论是传统的统计学方法还是新兴的大数据分析方法，都是以数据为基础来揭示事物特征以及发展趋势的。
（2）均采用量化分析方式。大数据分析的基础是数据化，也就是一种把各种各样现象转变为可制表分析的量化形式的过程。不论是传统统计学中所应用的数据（定性和定量数据），还是大数据时代即将被转化和采用其他形式数据（如文字、图像等），最终都是通过量化分析方法来揭示数据中所蕴含的事物特征与发展趋势。
3大数据与统计学分析方法的区别
（1）基础数据不同。在大数据时代，我们可以获得和分析更多的数据，有时候甚至可以处理和某个特别现象相关的所有数据，而不再依赖于随机抽样。这意味着，与传统统计学数据相比，大数据不仅规模大，变化速度快，而且数据来源、类型、收集方法都有根本性变化。
①在数据来源方面，在大数据背景下，我们需要的纷繁多样的数据可以分布于全球多个服务器上，因此我们可以获得体量巨大的数据，甚至是关于总体的所有数据。而统计学中的数据多是经由抽样调查而获得的局部数据，因此我们能够掌握的事“小数据量”。这种情况下，因为需要分析的数据很少，所以必须尽可能精确的量化我们的数据。综上，大数据情况下，分析人员可以拥有大量数据，因而不需要对一个现象刨根问底，只需要掌握事物大体的发展方向即可；然而传统的小数据情况下则需要十分注意所获得数据的精确度。
②在数据类型与收集方面，在既往模式下，数据的收集是耗时且耗力的，大数据时代所提出的“数据化”方式，将使得对所需数据的收集变得更加容易和高效。除了传统的数字化数据，就连图像、方位、文本的字、词、句、段落等等，世间万物都可以成为大数据范畴下的数据。届时，一切自然或者社会现象的事件都可以被转化为数据，我们会意识到本质上整个世界都是由信息构成的。
（2）分析范式不同。在小数据时代，我们往往是假想世界是如何运行的，然后通过收集和分析数据来验证这种假想。也就是说，传统统计实证分析的基本范式为：（基于文献）提出理论假设-收集相关数据并进行统计分析-验证理论假设的真伪。然而，在不久的将来，我们将会在大数据背景下探索世界，不再受限制于传统的思维模式和特定领域里隐含的固有偏见，我们对事物的研究始于数据，并可以发现以前不曾发现的联系。换言之，大数据背景下，探索事物规律的范式可以概括为：数据观察与收集――数据分析――描述事物特征/关系。
（3）数据分析方法不同。传统统计学主要是基于样本的“推断分析”，而大数据情境下则是基于总体数据的“实际分析”，即直接得出总体特征，并可以分析出这些特征出现的概率。
（4）分析视角不同。传统的实证统计意在弄清事物之间的内在联系和作用机制，但大数据思维模式认为因果关系是没有办法验证的，因此需要关注的是事物之间的相关关系。大数据并没有改变因果关系，但使因果关系变得意义不大，因而大数据的思维是告诉我们“是什么”而不是“为什么”。换言之，大数据思维认为相关关系尽管不能准确地告知我们某事件为何会发生，但是它会提醒我们这件事情正在发生，因此相关关系的发现就可以产生经济和社会价值了。
4结语
综上，相对于传统而言，大数据思维主要包括三个重大转变。首先，要分析与某事物相关的所有数据，而不是依靠分析捎来能够的数据样本；其次，研究人员应乐于接受数据的纷繁复杂，而不再追求精确性；最后，认知世界的思想发生了转变，不再探求难以捉摸的因果关系，转而关注事物的相关关系。以上三个转变构成了大数据思维的核心。在统计学的进一步应用和发展完善过程中，需要结合以上转变所产生的挑战，思考有效的统计学发展对策。
参考文献
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1资料与方法
1.1一般资料选取我院2009年12月——2012年12月间信息系统数据库中的所有医疗资源相关记录进行统计分析，主要包括人力资源配置、患者情况、床位数设置等等。
1.2数据处理将本次统计调查的实验数据均录入SPSS17.0软件包进行统计学分析，计量资料以均数±标准差表示，以P
2结果
2.1人力资源配置通过统计我院2009年12月——2012年12月间的医生、护士人员情况，并与床位计算比例，最后与国家卫生部颁布的床位和医生比例发现我院计算所得的数据偏低[2]。由于我院还担任有临床教学任务，在人力资源职务分配上面，一些医务人员不仅要负责临床诊治，还要进行教学工作，这就大大增加了医务人员的工作量和工作压力。因此人力资源欠缺是首要问题，需要扩大医务人员队伍；另外是在科室分配方面欠缺妥当，一些科室的患者多、疾病复发，而一些科室的患者少、疾病简单，在人力资源分配上面有点一概而论，使得一些资历深、技术水平高的医师无法充分的发挥其技术，而在患者多、疾病复发的科室又欠缺资历深、医疗技术水平高的医师。经过统计学方法分析发现，在神经内科的医师偏多，尤其是资历深的医师；而一些新成立的科室则欠缺资历深的医师。通过统计学方法计算出各科室合理安排医师情况最终进行了适当的调整。
2.2床位管理我院在近几年均进行了床位扩大，但是患者的数量在不断增多，且增长的速率超过了床位增长率。因为床位依然不够，时常出现床位紧张的情况，通过统计学方法计算出了按照标准情况欠缺的床位数量并进行了补充；另一方面是科室的床位分配不合理，一些科室的床位比较充足，一部分科室床位比较欠缺[3]，通过统计学分析出了床位合理分配数量，最终对各科室的床位分配进行了调整。
2.3患者情况根据统计学的计算结果显示我院在患者的来源方面存在不合理的地方，比如下乡、义诊等活动的时间安排、医务人员数量、活动范围等方面欠缺妥当。根据统计结果我院对下乡和义诊活动进行了调整，增加了在住院患者分布少的地区开展义务扶贫、义诊等活动，并结合着患者的情况和医院的条件开设绿色通道，为患者提供优质服务，减轻患者的医疗经济负担，指导患者了解健康知识，免费为患者发放部分药品等等，以此解决了部分患者因为经济困难无法就医的问题，同时也提升了患者对医院的形象以及我院的知名度。
3讨论
医疗资源的合理分配是提高医院管理效率的重要手段。通过本次调查发现，在医院的日常管理中由于各种原因使得医疗资源配置存在诸多问题，最主要的床位数量不够、医护人员不足等等，在医疗资源的分配上存在很多不合理的地方，比如资源分配不均匀等等，通过运用医学统计学方法管理后这些问题得到有效的解决。由此说明，医学统计方法管理是一种有效的管理方法，它能够有效的改善医护人员人手不足、医疗资源分配不均匀等问题，提高医疗资源管理和分配的有效性，因此医院在日常工作开展和管理中应充分的运用这一管理技术，以此来提高医院的管理水平、从而提高医院和社会的效果，促进医院乃至我国整个医疗卫生事业的发展与进步。
参考文献
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2教学方法手段落后
对于数学基础较薄弱的高职医护类专业学生来说，公式繁多、概念抽象和逻辑性强等因素的存在而使医学统计方法的内容难以理解和掌握。目前高职院校医学统计方法主要采取课堂教学的形式，往往以教师讲授为主，学生被动学习，没有体现“学生主体和教师主导”的原则，师生之间缺乏良性互动。最常见的形式是先介绍统计原理，接着讲授统计公式及其推导，最后举例说明。其最终结果是将课程的重点引向统计学中的计算上，把医学统计方法当作“数学”课来上，而忽视了学生统计思维和应用能力的培养，导致学生遇到实际问题时往往束手无策。当前，绝大多数医护人员在工作中采用SPSS软件分析统计数据，这在客观上要求各高职院校在医学统计方法教学过程中尽可能运用信息化教学手段，尤其是形象直观的多媒体教学和SPSS软件教学。王春平等［4］认为多媒体教学可以将抽象的统计原理形象化，激发学生的学习兴趣，提高教学效果。但在实际教学过程中很多教师并没有对内容进行认真裁剪，只是将教材内容照搬到课件上，将黑板变成“白板”，没有发挥多媒体技术的优势，将抽象的内容直观化。多媒体教学尚且如此，遑论采用SPSS软件教学了。虽然有的高职院校在教学过程中使用了软件，但所占的课时比重太小，可仅看作是实践教学的一个小小的补充。
3忽视综合应用能力培养
医学统计方法对高职医护类专业学生来说，只是日后工作和进一步学习的一个重要工具，主要用于对医学数据进行统计分析，以便得出科学的结论。鉴于此，我们更应注重的是医学统计方法的综合应用能力，而不是知识的系统性和全面性。而目前高职院校由于受本科院校的影响太深，在医学统计方法教学中过分注重理论知识的系统性与全面性，轻视实践教学而导致实践学时安排很少，而且实践教学内容多为单项技能训练，而非综合技能训练项目，忽视了对学生统计学综合应用能力的培养。戴士弘［3］认为学生的能力是训练出来的，而不是通过老师讲授获得的。由此可以看出，重理论轻实践的教学只能导致一个结果，那就是学生的实际应用能力不强。
二、解决高职医学统计方法教学中主要问题的对策
1深入调查研究，重新确定课程教学目标
高等职业教育要以就业为导向，为社会培养生产、管理、服务一线的高技能人才。课程教学目标虽说从属于专业人才培养目标，但它与专业人才培养目标一样，都应涵盖职(执)业资格证书、典型工作岗位和职业岗位迁移三个方面所需的相关知识、能力和素质要求，尤其要突出能力目标，因此在制订课程教学目标前，必须认真研究医护类专业近几年的执业资格考试大纲，积极针对典型工作任务进行深入细致的调研，跟踪毕业生成长轨迹。在此基础上，通过对涉及的医学统计方法方面的内容进行系统的归纳分析，就可以制订出针对性很强的课程教学目标。这样的课程教学目标既侧重于实际应用能力的培养，又包含了执业资格考试所需的一些基础知识，同时也兼顾了毕业生就业后的发展需要，指向明确，能促进学以致用，这就从根本上为高职医学统计方法教学指明了方向。
2围绕教学目标，精心选择和组织教学内容
课程教学目标一旦确定，接下来就是要思考如何实现这个目标的问题，不仅要实现，而且要实现好，教学内容就是实现这一目标的载体。内容的选择应紧紧围绕教学目标，而不应囿于教材，否则就会本末倒置。因为课程是有生命的、原生的，而教材是次生的，是课程生命成长过程中某个阶段的历史记录［5］;同时要考虑授课对象专业上的差异，如护理专业除介绍统计学的基本理论和一些常用统计方法外，还应增加护理研究中常用的统计方法，如量表研制与分析、综合评价方法等，充分体现出专业的特色。此外，教师还应对选取的教学内容进行整体设计，合理裁剪、加工和序化，使它由易到难，符合学生认知规律。如在介绍成组设计的方差分析时，可以通过具体的案例，将均数、标准差、方差分析和q检验连贯起来讲解，这样学生就明白在什么情况下采用均数和标准差作为指标、这些指标如何计算、如何进行假设检验以及在多个均数总体上有差别时还需进一步通过q检验来判断两两之间是否存在差异，这个过程实际上与工作中的应用过程高度一致。经过这样处理的教学内容逻辑清晰、前后贯穿、简便实用并且由易到难，但不失其魂。要做到这一点，需要专业教师非常熟悉教学目标和内容，也需要花大量的时间和精力来组织教学内容。但是作为一名合格的教师，这是应该做并且能够做好的。
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The Design of Medical Image Classification Based on Ensemble Leaning
LIN Xiao-jia
(Faculty of Logistic and Information Management, Fujian Ineternational Business and Economics College,Fujzhou 350006,China)
Abstract: The paper proposes a medical image classification based on ensemble leaning.The system we proposing consists of a pre-processing phase, a feature extraction phase and a building the classifier phase. On the basis research of single feature, one new method is proposed one kind of medicine image classification new method that synthesized the multi-characteristic merge and the data mining technology. This method is through the introduction of data mining in the concept of Ensemble Learning,utilizing the Ensemble learning method to classify to the single characteristic the weak sorter to carry on the iterative training.
Key words: ensemble learning;the characteristic extraction;adaboost M1;medical image classification
随着计算机医学成像技术的发展,医学影像越来越多样化,医学影像的应用也越来越广泛,与此同时大量的医学设备的应用使得医学影像的数量也越来越多,大量的影像资料使医院迷失在信息的海洋。利用数据挖掘技术可以有效的对医学图像进行组织和管理,合理有效的对其进行分类,从而使其更好的辅助日常的医学诊断和医学研究。
该文提出的方法是使用SVM分类器将整个特征空间分成诸多子空间;采用集成学习方法Adaboost方法对样本进行多次抽样,将Adaboost算法中的分类精度作为特征选择的依据,选取出少量有利于分类的特征,同时将单特征训练得到的弱分类器通过集成学习增强为强分类器。
1 系统的构成
整个系统的构成如图1所示。
该系统主要包括训练和分类两个阶段。在医学图像训练阶段,通过数据库建立训练集,对医学图像进行预处理,提取图像颜色和纹理特征,创建训练的弱分类器。对图像特征进行选择。分类阶段进行的是待分类图像的选择特征的提取,利用训练得到的强分类器进行分类,输出分类结果。
2 图像预处理
由于实际的医学图像数据因为操作的原因,存在不完整性、噪声和不一致性性,不能直接在原始数据上进行数据提取,因此必须对医学图像进行预处理。数据清洗和数据的变换[1-2]都是经常用于图像数据预处理技术上的。
图像预处理的第一步就是图像去噪。大部分的医学图像一般包含了大量有噪声的背景:有的医学图像太暗,有的医学图案太亮,还有来自影像设备中电子元器件的随即扰动。通过去噪处理后,可以去掉图像中的大多数的背景信息和噪声,增强图像的特征,提高图像的信噪比。针对医学图像来说,图像本身有边缘模糊的特性,通过去噪对医学图像进行复原,使之与原图像逼近是存在比较大的困难的。因此本系统主要采取的去噪方法为滤波技术,该技术可以在最大限度保持信号不受损失的基础上,尽可能过滤噪声,提高图像的可读性,将医学图像中感兴趣的特征(图像的轮廓和边缘等重要信息)有选择的突出。
图像预处理的第二步是图像归一化,基于图像特征分类主要是对图像特征进行匹配和区分的过程,但是通常情况下待检图像的图库中,图像的大小尺寸并不完全相同,用户所提供的分类例图大小也不完全一样的。在提取图像特征(特别是空间分布特征)时,就有可能存在本身同类的图像所计算出来的特征差别却很大,而不属于同一类的图像由于尺度不同却计算出了相似的特征,进而影响到分类的结果。为了防止这类情况的发生,本分类系统必须首先对图像的尺度进行归一化,即通过对图像的缩放使得图像具有同一尺度256×256,在同一尺度上提取图像特征,从而消除尺度影响,又能够保证图像的整体灰度不变性。通过对大尺度的图像进行尺度归一化之后,按比例进行了缩小,降低了图像特征提取时的计算量,提高了分类速度。
3 基于集成学习方法的特征选择和分类
3.1 集成学习方法
集成学习(Ensemble Learning)是一种新的用来组合的学习器的方法。其主要思想[3]是:通过某种组合方法把一些学习器组合起来,使得集成后的学习器能够表现出比单个学习器更好的性能。狭义的说,集成学习是指利用多个同质的学习器对同一个问题进行学习,这里的“同质”是指所使用的学习器属于同一种类型,例如所有的学习器都是决策树、都是神经网络等等。广义的来说,只要是使用多个学习器来解决问题,就是集成学习[4]。
集成学习从萌芽阶段发展到现在,很多研究者提出了不同的算法。其中研究最深入,最具影响力,应用最广泛的就要算Boosting算法了。在众多Boosting算法中,AdaBoost是Boosting家族中的基础算法,也是Boosting家族最具代表性的算法,之后出现的Boosting家族中的扩展算法都是在AdaBoost算法的基础上发展而来的,对AdaBoost的分析也适用于其它的Boosting方法。因此下面我们以AdaBoost M1算法为例,进行描述。
AdaBoost M1算法用于解决多类单标签问题。每个待分类样本只能属于多个类别中的单个类。AdaBoost M1的基本思想是:首先给定任意一个弱学习算法和训练集(x1,y1),(x2,y2),…,(xm,ym),yi在分类问题中是一个带类别标志的集合,yi∈Y={1,…,K}。初始化的时候,对每个训练例赋予的权重都相同为1/m。接着,调用弱学习算法对训练集进行T次的迭代训练,每次训练后,按照训练结果更新训练集上的分布,对于训练失败的训练示例赋予教大的权重,也就是在下一次迭代训练的时候,更加关注集中对这些失败的训练例进行训练。通过这样的T次迭代训练,得到一个预测函数序列h1,h2,…,ht,其中ht也有一个权重,预测效果好的预测函数的权重较大,预测效果差的预测函数的权重较小。经过T次迭带后的最终预测函数H采用有权重的投票方式产生。
3.2 特征选择和分类
本系统利用训练样本的分类属性,采用Adaboost M1算法同时,对算法进行改进,使算法同时具有进行特征分类性能的评价(特征选择)和SVM分类器的增强的功能:对样本进行多次抽样,将分类精度作为特征对分类性能的判定依据,进行有效特征选择,选取出少量对分类作用较大的特征,同时将单特征训练得到的弱分类器增强为强分类器,使分类器具有较好的分类精度和泛化能力。具体算法思想如下:
1) 在Adaboost M1算法每次迭带训练时候,赋予每个训练例的分配权重 Dt(i)(t表示迭代次数,i表示训练例标号),同时也表明它被分类器选入新训练子集的概率。如果某个样本已经被准确的分类,那么在构造下一个训练集中,它所占的比重概率就会被降低;反之,如果某个样本没有被正确分类,那么它所占的比重就会得到提高。通过这样的方式,Adaboost M1算法就能更加重视那些较困难、更富信息的样本上。
2) 针对Adaboost M1这个特点,我们在选入的训练集上,选择SVM作为弱学习机,针对每个特征维向量进行训练,产生弱分类器,并且计算分类精度,用来衡量该弱分类器对分类的作用程度,精度大的弱分类器表明该特征维向量的分类性能较好,有利于作为有效的分类特征,被选入作为分类特征,经过多次迭代可以得到大部分对分类作用较高的特征,最终增强得到一个强分类器。
改进的Adaboost M1进行特征选择以及SVM分类器增强的算法步骤如下:
输入:训练集 (x1,y1),(x2,y2), …,(xm,ym) ,其中标签yi ∈Y={1, …,k}
特征维向量集{S}
弱学习算法SVM
迭带训练的次数T
初始化:对于i=1,2,…,D1(i)=1/m, Do For t=1,2,…,T //其中T为迭代训练的次数,m为训练样本数。
步骤1 弱分类器学习
根据选择权重Dt(i)进行采样,获得第t次迭代样本集,选取特征子集,学习重采样后的样本集得到弱分类器集合Hrt ,其中Srt是特征子集集合,表示第t次迭代的每个特征维度;Srt是弱分类器集合,是根据Hrt单特征训练出的弱分类规则,r表示特征维度标签号,t表示迭代次数。
步骤2 计算分类精度,选择特征
计算弱分类器在样本集上的误差 在此作为特征子集Srt 有效性的判据,误差越小则此特征子集作用越大,选取误差最小(εt=min{εrt})的对应的分类器为Ht与有效特征向量Srt计算本次迭代得到的分类器贡献权值βt=εt/(1-εt)。
步骤3 更新权重
其中,βt为每次迭代的分类器贡献权值,值由βt=εt/(1-εt)来确定;Dt(i)为每个训练例的分配权重,Zt为标准化常量。
输出:有效特征子集Sr
增强分类器
通过改进的Adaboost M1算法可以得到所选择的特征子集Sr以及增强的分类器Hx。
分类时,只要将待分类医学图像根据有效特征子集Sr进行特征提取,输入增强的分类器集 Hx中,就可得到分类的结果。
4 实验结果及结论
本实验所采用的是医学图像中的CT、MRI和DDR图像,根据医学图像的功能和用途,我们将这些医学图像分为头部(包括中枢神经和头颈五官)、胸部(包括呼吸系统、循环系统)、腹部(包括消化系统)、骨盆(包括泌尿系统)和其他等五大类标签,每类标签60幅(由于CT应用比较广泛,所以选用CT图像40幅,MRI和DDR各20幅),共计300幅图像构成图像库。在测试集和训练集的选择上,采用10折交叉验证的方法。通过训练集最终选取了36维特征向量中的分类性能较高的12维(详细如表1所示)。
分类性能采用敏感度(sensitivity)、特异度(specificity)以及分类精度(precision)三个指标率来衡量:敏感度也称真正识别率,即正确识别该类元组的百分比;特异度是真负率,即正确拒绝不属于该类元组的百分比;而精度就来标记实际属于该类的元组在已分配到该类的元组总数的百分比,表2是本实验的分类结果。
从表2中可以看出,本实验医学图像分类器算法的敏感度、特异性和分类精度都较高,分类识别率和精度平均在83%左右。
分类系统的速度主要取决于特征的提取以及进行分类的运算量。如果将所有特征都运用于分类的话,由于有些特征向量维度对分类贡献不高,对分类效率没有明显的提高,并且也大大增加了特征提取阶段的时间负担。在本系统中仅仅选择了不到1/3的特征,去除了部分对分类效率贡献不高的特征,因此在特征提取阶段速度大大提高了,而且在分类阶段也因为只在有效特征中进行提取分类,速度也有较大提高,表3列出了在 Inter Core Duo processor T2450 2.0GHz、1G DDR内存、VC++6.0环境下本分类系统与其他分类平均分类精度的比较。
本方法比最常见的综合特征分类法在特征提取分类阶段速度上有所提高,但是比起单个特征提取,速度还是比较慢的。但是从表3正确率相比,准确率还是蛮高的,相对的牺牲时间还是值得的。
参考文献:
[1] Maria-Luiza Antonie,Osmar R.Z aiane and Alexandru Coman,Application of Data Mining Techniques for Medical Image[C],Proceedings of the second international workshop on Multimedia Data Mining(MDM/KDD’2001),in conjunction with ACM SIGKDD conference.
[2] Osmar R.Z aiane,Maria-Luiza Antonie and Alexandru Coman,Mammography Classification by Association Rule-based Clasifier[C], MDM/KDD2002:International Workshop on Multimedia Data Mining(with ACM SIGKDD 2002).
[3] Zhou Z-H,Wu J-X,Tang W,Chen bining regression estimators:GA-based selective neural network ensemble.International Joural of Computational Intelligence and Applications,2001,1(4):341-356.
[4] Zhou Z-H,Wu J-X,Tang W.Ensembling neural networks:many could be better than all.Artificial Intelligence,2002,137(1-2):239-263
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对于定量资料，应根据所采用的设计类型、资料所具备的条件和分析目的，选用合适的统计分析方法，不应盲目套用t检验和单因索方差分析；
2.定性资源
对于定性资料，应根据所采用的设计类型、定性变量的性质和频数所具备的条件以及分析目的，选用合适的统计分析方法，不应盲目套用X-检验；
3.回归分析
对于回归分析，应结合专业知识和散布图，选用合适的回归类型，不应盲目套用简单直线回归分析，对具有重复实验数据的回归分析资料，不应简单化处理；
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2、学生学习知识是一个主体建构的过程，要突出学习者的主体作用。学习不仅仅是知识由外到内的转移和传递，而是学习者主动地建构自己的知识经验的过程，即通过新经验与原有知识经验的反复的、双向的相互作用，充实、丰富和改造学习者原有的知识经验。在这种建构过程中，学生一方面对当前信息的理解要以原有的知识经验为基础，超越外部信息本身；另一方面，对原有知识经验的运用又不只是简单地提取和套用，个体同时需要依据新经验对原有经验本身也做出某种调整和改造，即同化和顺应两方面的统一。学生不是被动信息的吸收者，而是主动地建构信息，这种建构不可能由其他人代替。因此，教师不能直接将知识传递给学生，而是要组织、引导，使学生参与到整个学习过程中去。
3、学生学习既是个体建构过程，也是社会建构过程。虽然知识是在个体与环境的相互作用中建构起来的，但社会性的相互作用也很重要，甚至更重要。因为人的高级心理机能的发展是社会性相互作用内化的结果（正如统计的特点具有社会性）。此外，每个学习者都有自己的经验世界，不同的学习者对某种问题可以有不同的假设和推论，学习者可以通过相互沟通和交流，相互争辩和讨论，合作完成一定的任务，共同解决问题，从而形成更丰富、更灵活的理解。同时，学生可以与教师、统计专家等展开充分沟通。这种社会性相互作用可以为知识建构创设一个广泛的学习共同体，从而为知识建构提供丰富的资源和积极的支持。因此，课堂上师生交互和生生交互活动起到了很重要的作用，“学习共同体”的形成以及对课堂社会环境和情境的营建是学生获得学习成效的重要途径。
二、建构主义理论教师“教”的特点
建构主义理论认为教师在课堂中的作用，可以概括为教师是课堂教学的组织者、发现者和中介者。
1、教师是课堂教学的组织者，起主导作用和导向作用。教师应当发挥“导向”的作用和教学组织者的作用，努力调动学生的积极性，帮助他们发现问题，进而去“解决问题”。
2、教师是课堂教学的发现者。教师要高度重视对学生错误的诊断与纠正，并用科学的原理和原则，给予正确的引导与指引。
3、教师是课堂教学的中介者。教师是学生与教育方针及知识的桥梁。教师既要把最新的知识和分析方法提供给学生，也要注意提高学生的综合素质。
从辩证法的角度看，教学是一个不断发展的动态过程，教与学是对立统一的矛盾运动，随着教学活动的变化，矛盾的主要方面，或在教师，或在学生。分开来看，“教”的主体是教师，客体是学生，教师发挥主导作用，学生发挥能动作用；“学”的主体是学生，客体是教师，学生进行认识活动和实践活动，教师则对这些活动施加影响。合起来看，在教学活动这一不断发展、循环往复的全过程中，教师与学生的主体客体地位是相互依存、相互规定，又在一定条件下相互转化的。因此，“基于教师在课堂中组织者、发现者和中介者”的角色作用，教师可以实行“提出问题──探索问题──解决问题”的模式组织课堂教学。
“基于学生为主体，教师为主导”的教学思想，在教学过程中，“学”与“导”的活动、学生与教师之间的关系应该是互动的、融合的，在和谐中不断向前发展。因此，按照“学与导和谐发展”的教学要求，教师在课堂教学中按照“提出问题──探索问题──解决问题”的模式组织课堂教学时，可以采取“诱导试学——引导探学——开导活学”方法组织课堂教学。
（1）设置情境，提出问题，激发学生学习的兴趣和热情
教师引导学生学习首先要从现实的、有兴趣的、富有挑战性的真实问题情境开始。让学生一开始进入学习探索就真切地感受到统计就在自己身边，体验到学习统计的价值，从而激发起学习统计的兴趣，萌发积极主动探索统计理论和方法的求知欲望。教师要通过对课堂的组织，让学生对学习统计产生学习兴趣，“热爱是最好的老师”，兴趣盎然地进入了对统计学知识的探索，学生才能学有所长。
（2）探索问题，增强学生主角意识，激励学生积极参与
“基于教师在课堂中组织者、发现者和中介者”的角色作用，课堂教学方式应从根本上改变原有的教师讲、学生听，教师指挥、学生操作的教学现象。学生要在自己生活经验的基础上不断地提出问题，分析问题，对各种信息进行加工转换，对新经验和旧经验进行综合概括，解释有关现象。在教学过程中，教师可以提供一定的支持和引导，设计有思考价值、有意义的问题。学生可以进行小组合作研究探索，教师允许学生从不同的角度去观察分析，允许学生用自己喜欢的方法学习，通过各自想法的交流、碰撞，发现学生有价值的建设性建议及方法措施，及时制止学生运用统计方法计算分析问题时可能出现的偏差，使问题得到正确的解决。
（3）解决问题，培养学生创新能力，提高学生综合素质
在以往统计学教学中，我们关注比较多的是学生能否记住计算公式、方法、意义、应用条件，能否利用这些知识完成所设问题的正确计算。而“基于教师在课堂中组织者、发现者和中介者”的角色作用，教师在课堂中，就应该更加关注学生能否将科学知识与自己的生活经验紧密联系起来，关注学生在灵活应用统计学知识、创造性地解决实际问题时所表现出来的情感、态度和价值观。并通过实践活动，使学生对学习统计产生兴趣，变抽象的科学法则、科学方法为得心应手的工具，从而使学生在解决问题过程中，体验参与学习统计的快乐，享受成功解决实际问题的愉悦。
三、以建构主义理论为指导统计学教法探讨
1、设计课堂教学新模式
统计学课程旨在培养学生能够运用统计学基本理论和定量分析方法，对经济现象进行定性和定量的分析和评价。统计学课程内容基本分为三个模块两个层次。第一模块：研究统计学的一般问题，属于基础理论。第二模块：推断统计的理论与方法，相关与回归分析，属于一般的统计方法及其在社会经济领域的运用。第三模块：时间序列分析与预测，统计指数与因素分析，统计综合评价，属于社会经济统计方法的特有问题，侧重于各种统计分析方法运用。两个层次即理论部分和计算分析部分，两部分知识比为30：70。反映了知识、能力、素质培养的要求。在建构主义学习环境下，教师和学生的地位、作用和传统教学相比已发生很大变化。因而首先教师必须改变传统的教育思想与教育观念，以现代教育思想和学习理论为指导，利用多媒体等现代化技术优势，探索最优的课堂教学模式。课堂教学中应进一步发挥好学生的主体作用，让学生主动地参与到获取知识的过程中去，做到：(1)合理处理好教材，创造性地使用教材，充分展示学习内容的实用意义。(2)教学思路清晰，过程流畅、自然。(3)采用启发式、精讲多练式、答疑式、案例式等教学方法，构建情景逼近式的教学模式，努力提高课堂教学效果。
2、设计课内课外相融共生的大课堂
课堂教学不仅要教会想要传授给学生的知识，还要教会学生在书本之外查阅图书、报刊、杂志、网络等资料，以开阔视野，扩大知识面，吸取精华，为我所用，要教给学生发现问题、分析问题、解决问题的方法。此外，还要通过课内设计的实训教学内容激发学生主动参与的热情，实训教学内容主要包括统计调查方案的编制、调查问卷的设计、统计表统计图的制作、综合指标分析、统计案例分析等内容。统计实训的课内教学采用精讲、示范、多练、答疑的方式；课外教学采用学生自行分散复习和有组织分组制表、制图、社会调查、整理计算分析等方式。
3、实行点、线、面、体相结合的大统计
“点”是指让学生根据某一知识点完成作业、实习。“线”是指让学生针对某一问题进行深入分析。“面”是指让学生把若干知识点联系起来进行综合的分析和实训。“体”是指让学生能就学科体系及相关学科的内容进行深入、全面、综合的分析与应用。在讲授基本理论和基本知识的同时，注重学生基本技能培养、综合能力培养、设计能力的培养。使学生能从高度整体把握统计的思路和统计分析、评价思想。
4、充分发挥学生的主体作用
建构主义理论强调学习者在建构性学习中的积极作用，是要求教师在课堂教学中善于激发学生的好奇心和求知欲，使学生主动积极的学习。教学中应根据统计教学内容和学生特点，选择适当的教学方法，灵活运用适当的教学手段，设置悬念，使学生产生好奇心和强烈的求知欲。统计学教学过程中涉及到特有的概念及科学家，教学中可以适当拓展，开阔学生的视野，影响学生的心智，塑造学生的灵魂，在潜移默化中激发学生学习统计的兴趣；教师的教学语言要准确生动形象，善于设疑，启发学生思维，活跃课堂气氛，使学生充满求知思索的激情；做到理论联系实际，强化学习的动机，激发学生学习统计持久的浓厚的兴趣，激励学生不断提高对自己能力的欲求，不断增强自己的学习信心，不断地在自我实现中超越自我。
5、设置情境，在交互中实现教学目标
学校是社会的一个细胞，是社会的一个重要组成部分。课堂也不单纯是“老师教、学生学”的木讷课堂。课堂中的社会性环境主要包括两方面，一是师生之间的交互，二是学生之间的交互。建构主义认为，每个学习者都有自己的经验世界，不同的学习者可以对某种问题形成不同的假设和推论。师生在课堂上可以通过合作解决问题、小组讨论、意见交流、辩论等形式，促进学习者之间的沟通和互动。统计教学要从过去主要关注“人机交互”到关注“人际交互”；从只关注学生与教师、教学信息的交互到关注学生之间的交互以及学生与校外专家、实践工作者的交互；从关注个别化学习到同时关注学习共同体的建立。教学中要充分利用社会性资源，调动学生的学习情趣，拓展学生的知识面，在交互中实现最佳的教学效果。
6、构建科学的考核评价体系
建构主义理论强调学习是诊断性学习和反思性学习和自主性学习，这意味着学生必须从事自我监控、自我测试、自我检查、自我约束等活动，以诊断和判断学习中所追求的是否是自己设置的目标。在教学中，应该根据理论和实训教学的不同特点、不同教学内容的具体组织方式，不断的反馈，使学生自己及时评价。同时，在学生成绩考试评定中，应采取了灵活的考试方式，有笔试、有口试，也有设计方案和调查报告，笔试内容也应着重考核学生运用所学知识分析问题解决问题的能力，注重知识、能力和素质的综合评价。
篇7
信息系统分析与设计课程教学包括理论和实验两部分。理论教学是讲授信息系统开发方法，重点讲解信息系统的总体规划、系统分析、系统设计、系统实现与测试、运行维护等阶段的工作原则、工作步骤、基本方法及开发文档，奠定学生在开发方法方面的理论基础。实验教学的目的是通过课内实验使学生掌握系统分析与设计的主要步骤、工作内容并能够利用系统分析与设计的常用工具与技术，培养学生从实践中发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力。信息系统分析与设计课程理论涉及到诸多领域中的知识，对于没有系统开发经验的学生来说比较抽象，难以理解，因此有必要通过实验环节加深学生对信息系统开发方法等理论知识的理解。但是该课程实验教学的特点是头绪多、内容泛、时间短，如何在有限时间内取得比较理想的效果，一直是从事该课程教学老师探讨的问题。
1目前存在的问题
目前信息系统分析与设计课程实验教学在实验内容、实验教学方式、综合应用能力培养等方面还存在不少问题，其中较为突出的问题是实验内容不够完善、实验教学方式不灵活。
1.1实验内容不够完善
目前有很多信息系统分析与设计教材，但是几乎没有与之相关的实验教材[4]。各学校大部分是根据自己实际情况设定课程的实验内容。从我们调查的一些学校看，普遍存在实验内容不够完善问题，无法让学生全面理解信息系统分析与设计的方法和过程。
当前大部分学校以课程设计方式进行课程实验，而课程设计内容是让学生提交一个以数据库操作为主的简单信息系统，不要求学生按照工程方法进行系统分析与设计，不要求学生提交系统分析与设计报告。实验内容不能有效服务于课程理论知识，例如，在讲授系统分析时，要把具体的用户需求转换成抽象的逻辑模型，这些模型包括组织结构图、业务流程图、数据流程图、数据字典等。若采用面向对象的分析方法，需要建立用例图、类图、序列图、协作图、状态图、活动图等各种图形作为表达用户需求的信息系统模型[5]。但是很多学校没有设置与之对应的实验内容，这样，学生会感觉到课程理论知识非常抽象，不能理解工程性系统开发概念，无法达到课程的教学目的。
1.2实验教学方式不灵活
目前信息系统分析与设计课程实验教学多采用以下两种教学方式：1)分散式实验教学，即每周2节实验课，实验时间分散于整个学期；2)集中实验教学，即在理论课结束以后，集中两个星期的时间让学生在开放实验室完成一个项目的开发。
采用第一种教学方式的学校往往是实验资源较为紧缺，很多班级和课程共用实验室，为了便于管理，每周把固定的时间分配给某个班级的某个课程。信息系统分析与设计不像程序设计等课程那样可以把实验任务较为均匀地分配在每周，而是前期理论知识多，后期实践性知识多，授课老师如果不能很好地安排实验教学内容，就会造成学生前期实验课没事做、后期实验任务重情况。
采用第二种教学方式尽管可以充分利用实验时间，但是在一两周内让学生对一个项目进行需求分析、系统分析、系统设计、系统实现等一系列工作是不可能的。如果教师的考核重点放在最终实现的系统，那么学生就不会重视系统分析与设计过程，而仅仅重视最终系统的实现；如果教师要求学生提交系统分析报告和设计报告，学生也往往是在系统实现以后，再撰写信息系统分析报告和设计报告，这样就没有按照软件工程的工作流程来进行信息系统的开发工作，不利于学生掌握信息系统的开发方法，而且会误导学生重视系统实现，轻视分析与设计，而这恰是软件开发工作的大忌。
2实验教学方法探讨
信息系统分析与设计课程的实验教学要不断改革和完善，充实教学内容、改进教学方法，提高课程实验教学质量，进而提高学生对理论知识的综合运用能力。
2.1充实实验教学内容
信息系统分析与设计实验教学目的是使学生掌握系统分析与设计常用工具的使用，明确系统分析与设计的主要步骤、每步所要做的工作，能够利用系统分析与设计的常用工具与技术进行系统开发。根据此教学目的实验教学内容应该设置CASE工具实验和课程设计实验。
2.1.1CASE工具实验内容
开发工具实验主要让学生熟悉一些辅助系统开发的CASE工具，学会利用这些工具辅助系统分析与设计。CASE工具实验主要是练习使用Microsoft Visio[6]、Rational Rose[7]和PowerDesigner三种工具软件[8]。
针对结构化生命周期法我们要求学生熟练掌握Microsoft Visio的使用，结构化生命周期法中的系统分析与设计是通过图形工具来描述系统的概念模型和物理模型的，例如系统分析时使用了组织结构图、业务流程图、数据流程图等，而Microsoft Visio是微软公司推出的一个专门用于图形解决方案的软件。该软件具有强大的作图功能，具有常用的信息系统分析与设计模型的模板，这些模板包括组织结构图、数据流程图、框图、流程图、数据库实体E-R图、Gantt图等，利用这些模板可以快速建立信息系统分析与设计模型，而且该软件操作简单，易于使用，具有方便的修改功能，方便学生使用。
针对面向对象开发方法我们要求学生初步学习使用Rational Rose，目前Rational Rose是应用较为广泛的面向对象建模工具软件。通过该软件让学生体会面向对象开发方法特点和UML建模的基础知识。
数据库是信息系统的基础，在开发信息系统时数据库建模是必须的，针对数据库建模工具我们要求学生初步学习使用PowerDesigner软件，PowerDesigner是Sybase公司的CASE工具，利用PowerDesigner可以制作数据流程图、概念数据模型、物理数据模型，可以生成多种开发工具的应用程序。通过该软件让学生掌握数据库建模过程
2.1.2课程设计实验内容
课程设计就是让学生选择一个具体的项目(如图书管理系统、账务处理系统等)，按照系统开发过程完成系统分析、系统设计、系统实现和系统测试。针对具体项目要求学生进行初步调查，但是学生对相关企业进行实地调查的可能性很小，而学生又缺少实际工作经验，对企业业务不是很清楚，所以课程设计的案例最好选择学生熟悉的项目，例如学校的图书管理、宿舍管理、教材管理等系统的开发。在进行具体项目设计时要求学生完成系统开发过程中的主要工作，在各个开发阶段具体要求如下：
1) 系统分析阶段。要求学生进行业务流程描述、功能需求分析，数据流程分析，利用一种CASE工具描述以上分析结果，并提交系统分析报告。
2) 系统设计阶段。要求学生根据系统分析结果进行系统设计，包括系统整体结构设计、系统具体功能模块设计、数据库设计等，并用CASE工具描述设计结果，提交系统设计报告。
3) 系统实现与测试阶段。该阶段主要是软件系统的实现，要求学生对开发的软件系统进行功能测试，并对自己开发的软件进行自评，软件有哪些优点，有哪些不足，最终提交一个可以运行的系统、系统测试报告和用户使用手册。
以项目为依托的课程设计可以使学生综合运用所学的信息系统分析与设计、程序设计、计算机网络、数据库、软件测试等知识，并对这些知识加以提炼，融会到项目开发中。这样不仅可以激发学生的学习兴趣，锻炼学生综合运用知识的能力，而且可以培养学生面向实际应用提出问题和解决问题的意识，培养学生自主学习的能力，提高学生分析问题、解决问题的能力。
2.2理顺实验教学计划
实验教学的目的是辅助课堂理论教学，帮助学生更好地理解课程的理论知识，因此其实验内容和实验进度应该和课堂理论教学保持一致，不仅在教学内容上保持一致，而且在时间安排上应该相辅相成。我们学校安排该课程理论教学为54学时，实验教学为36学时，课程平均分配到18周，即每周3学时的理论课、2学时的实验课。由于共用实验室，实验时间不能灵活安排，为了使实验内容服务于理论教学，我们根据理论教学对实验教学内容进行了统筹安排，表1是课程理论教学和实验教学的教学计划安排。
Case工具实验安排在前4周(共8个学时)，此段时间课堂教学讲授一些概述性知识，没有具体的实验任务，把Case工具实验安排在这个时间可以充分利用这段实验时间，不至于学生在实验室无事可做，而且可以为后面的课程设计熟悉相应的Case工具。对于一般学生8个学时掌握3种工具的使用可能感觉吃力，因此我们要求学生可以根据自己的情况选择学习Microsoft Visio+ PowerDesigner或者Rational Rose+ PowerDesigner。与此同时，课程进行到系统分析与设计时，实验既要进行相应的课程设计任务，还要继续练习使用Case工具，这样可以让学生充分练习Case工具的使用。
对于课程设计实验，很多学校安排在课程结束后2周到3周时间集中完成。而我们把课程设计任务分散到13周完成，在第5周让学生选择拟开发项目和开发方法，根据学生的意向和能力把学生分成不同的开发小组，每个小组有一个具体的项目，系统分析、设计、实现与测试全部基于此项目内容进行实验。对于结构化方法和面向对象方法，每个小组可以任选其一，如果选择结构化方法则要求学生在第5―8周对其开发的项目进行结构化系统分析，用Visio描述业务流程图、数据流程图，在第9―12周进行结构化系统设计，用Visio描述系统总体结构、系统流程图等，并要求撰写系统分析报告与系统设计报告；如果选择面向对象开发方法，则要求学生在第5―8周对其开发项目进行面向对象分析，使用Rational Rose描述用例图、活动图、顺序图等，在第9―12周进行面向对象设计，要求学生使用Rational Rose描述类图、撰写系统分析与设计报告。在进行数据库设计时，要求学生使用PowerDesigner进行数据库建模以及把PowerDesigner中生成的物理数据模型自动生成数据库。在项目开发的每个阶段，学生和老师在实验课上随时沟通，教师对学生提交的内容提出修正意见和建议，学生不断改进和完善，一直到最终得到一个比较满意的课程设计成果。这样实验内容紧跟课堂教学内容，一环扣一环，让学生充分感受到系统开发的整个过程，认识到分析与设计的重要性，纠正系统开发就是编写程序的错误思想。课程设计以项目小组的方式完成，每个小组根据成员的兴趣和专长分配工作，这样可以培养学生的项目开发工程化意识和团队精神。
3结语
本文提出的信息系统分析与设计实验教学的教学方法已经在我们的实际教学中实施并取得了一定的成效，近年来信息管理与信息系统专业学生的毕业设计质量明显优于往届毕业生，从毕业设计指导老师和学生反映的情况看，主要原因是学生对系统分析与设计课程学得扎实，由于实验课程安排合理，学生的系统分析与设计能力在实验中得到了锻炼。总之，该课程理论性强，内容较为抽象，为了让学生充分理解课程内容，需要教师上好实验课，为了完善该课程的教学体系，仍需要不断提出新的改革方案，不断完善各教学环节，以保证实验教学质量的不断提高，促进理论教学质量的提高。
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Study on Experimental Teaching Method of Information Systems Analysis and Design
JING Li
篇8
电子信息工程专业培养从事电子设备和信息系统的设计、应用开发以及技术管理等方面工作的高级专门人才，“电子系统设计”是电子信息工程的核心专业课程，一般包括理论教学和实践教学两部分，是衔接原理性知识与工程设计之间的桥梁。“电子系统设计”不仅要求对前修的电子技术、计算机、信号处理等系列课程融会贯通、综合运用，而且还需要适应现代信息技术的发展和需求，因此教学难度较大，需要进一步改进教学方法，提高教学效果，增强学生的实践创新能力。本文首先详细分析了教学内容、课堂教学、实践教学等环节中存在的主要问题和不足，然后探讨了有针对性的改进方法和措施。
一、主要问题分析
1.教学内容。总的来说，教学内容没有很好体现现代电子系统设计的全局性、新技术与新方法、硬软件结合的特点，与当前技术发展与应用需求存在一定程度的脱节。（1）单元电路设计内容偏多，缺乏“系统级设计”概念。在不少教材及授课中，仍以讲授各种电路的设计方法为主要内容，过于强调“技术级设计”，与前修课程重复性较大。本课程的讲授重点应该是现代电子系统设计的基本方法、基本流程以及怎样用各种单元电路和硬软模块构建高性价比的电子信息系统。（2）传统技术内容偏多，而新器件、新技术和新方法的介绍不足。当前各种新型集成电路和微处理器、PLD和嵌入式技术、EDA方法等已经非常成熟，在现代电子系统和产品中广泛应用。但是在不少教材及授课中，仍以8位单片机为核心、以分立元件或中小规模集成电路为基础讲授电子系统的设计，学生将难以适应信息技术的发展和需求。（3）偏重硬件设计内容，忽略软件在电子系统中的作用。电子系统是由硬件、软件组成的有机整体，缺一不可，但在不少教材及授课中，主要介绍硬件电路和硬件系统，致使学生的（系统）软件设计能力严重不足。
2.课堂教学。教学效果虽然取决于学生和教师两个方面，但归根到底还是看教学方法是否得当。“电子系统设计”课程一般安排在第7学期，此时大部分学生专注于考研和找工作，学习积极性和时间投入不足；本课程涉及面较广，不仅需要灵活运用前修课程的相关知识，而且须加强对实际电子系统（产品）的分析和综合能力，有一定的难度。这些特点对课堂教学方法提出了较高要求。虽然很多教师对多媒体课件制作、双主体课堂教学模式等方面进行了有益的改进和运用，但是在授课的深入浅出、知识的融会贯通、理论联系实际等方面普遍存在不足，难以调动学生的积极性和主动性。
3.实践教学。“电子系统设计”课程的实践性极强，一般配备综合课程设计等实践环节。实践科目的设计是其中的重点和难点，常常存在以下问题，达不到预期训练效果：难度及工作量偏大或便小；覆盖面经常偏小，等同于一个课程实验；趣味性或实用性不够，难以引起学生兴趣；设计及制作成本考虑不足，给学校或学生造成负担；较大的课题以团队形式完成，但任务分工及考核量化不明确，等等。另外，实践教学手段较单一，没有很好体现教学与行业应用、与教师科研的合理结合。
二、改进方法探讨
针对上述教学环节中存在的主要问题，结合笔者多年“电子系统设计”课程的教学实践，提出如下改进方法。
1.合理编排教学内容，既体现课程内涵，又联系当前的技术发展和现实需求。以系统级设计为主线，重点讲解现代电子系统设计的基本方法和基本流程，以及如何利用典型电路和软硬件模块构造高性价比的电子信息系统，而局部环节的“技术级设计”应由前修课程完成[1，2]。例如，电子系统设计的流程包括需求性论证、系统方案设计（含成本、功耗、可靠性分析等）、硬件/软件设计、抗干扰设计、系统仿真、制作/调试、产品化设计等；模拟系统/数字系统/混合系统（智能系统）的重点、难点内容；自顶向下设计方法；CDA和EDA工具的运用；各级仿真在设计中的应用等。充实新器件、新技术及新方法的有关内容。重点以新型集成元器件、PLD器件为基础，以新型单片机、嵌入式或DSP芯片为核心构建现代电子系统，例如程控放大器、程控滤波器在信号调理中的应用、单片机+FPGA的系统设计、多种串行总线及外设接口方法等；无线传感器网络、RFID、物联网等新兴技术在电子系统设计中应用等。加强电子系统软件设计方面的内容和训练。重点讲解接口、通信和上位机应用程序的设计方法。
2.以学生引导为目标、以案例教学方法为手段，提高教学效果。学生是教学的主体，激发他们的学习积极性和主动性是取得良好教学效果的根本保证。但是学生引导不是靠说大道理、做思想工作，而是蕴含在科学合理的教学手段之中。根据该课程的特点，案例教学是最佳的手段[3]。对典型电子系统、电子产品的资料进行搜集、整理，形成5～8个经典案例，在课堂上重点剖析。通过案例这个载体，一方面将相关知识点有机联系起来，容易达到深入浅出和融会贯通，另一方面使学生对实际电子产品和最新发展动态充分了解，增强学习兴趣和热情。例如，在安徽农业大学电子信息工程专业的教学中，以自主研发的农业环境远程监测系统（图1）为案例，详细讲解需求分析、总体设计、各模块设计及实物展示，加深了学生对传感器、数据采集、太阳能供电、远程无线传输、数据中心、应用服务等环节的理解以及对数字农业、精准农业的认识，收到了良好的教学效果。
3.设计科学合理的实践科目，开展形式多样的实践模式，提高实践创新能力。实践科目设计是保证实践教学效果的重点[4，5]。通过对多种实训教材、电子设计竞赛题目的搜集、筛选、整理，并结合学校、学生的特点，设计一套（20个左右）科学、合理的“电子系统设计”实践科目，兼顾难度、工作量、覆盖面、成本、趣味性及实用性等诸多因素。学生在教师的指导下选择合适的题目，通过文献查阅、方案论证、器件选择、电路设计、软件编程、装配调试、系统测试、文档整理等环节，较系统地掌握电子系统设计的全过程，达到实践训练目的。对于能力较突出且有兴趣的学生，可以进一步拓展实践教学形式，鼓励他们参加各种类型的科技创新活动、参与教师科研活动，提高竞争意识、协作精神和创新能力。
电子信息技术的发展日新月异，传统的教学体系和方法面临着严重的挑战。笔者根据多年电子系统设计的教学和科研经验，分析了教学内容、教学方法、实践环节中存在的主要问题，提出了有针对性的改进措施，应用在教学实践中效果较好。再配合考核方法、支撑条件等其他环节的改进，将全面提升“电子系统设计”的教学质量，增强学生的实践及创新能力，更好地满足现代信息产业对高质量人才的需求。
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篇9
文献标识码：A
文章编号：1006-0278（2015）03-182-01
血常规检验是临床检查项目，包括对患者血小板、白细胞、m红蛋白和红细胞等的检验，血常规检验结果的准确性直接关系着患者疾病的诊断。采血方法是影响血常规检验结果的因素之一。我国传统的医学观点认为动脉采血方式取得的数据更有依据性，但是经过数次可靠的临床试验，静脉采血方式和末梢采血方式在检测值上更具优越性，为了更深的了解这项发现，进行以下的实验。
一、资料与方法
（一）材料收集
在昆明卫生职业学院检验学院采集4名健康男学生的血液标本，年龄主要分布在20岁到25岁之间。为了研究他们血液分析的各项指数等情况，将这4名健康体检者分别接受在静脉采血，动脉采血和末梢采血三种不同部位的采血方法，对采集血液做特殊处理，收集相关数据，研究数据。
（二）采集方法
1动脉收集血液。必须保证体检者在空腹的情况下才能进行，在采集时医生要在动脉活动最强烈地段用压脉带压紧，在下部血液流动平缓的部位，抽取血液样本。从而来减少体检者的疼痛感。
2静脉抽取血液。静脉抽取时，对病人的肢体没什么要求，只要求绕过过桡动脉部位就可以采集了。
3末梢血采集。要找到支气管中位与血管末梢之间二分之一位置，抽取定量血液，即刻放入血液器皿内并封装好。
（三）数据处理
4名患者血液收集完成后，将这二组血液样品进行WBC、RBC、HB、PLT、MCH、MCHC及MCV分析。将得到的数据详细收集，以此来作为结论的依据。
二、实验结果
结果如表一、二、三所示，通过对以上二组数据的观察来看，动脉在红细胞、白细胞、血红蛋白、血小板指数等明显弱于另外两组，这是由于动脉细胞埋藏较深，这些指数就会相对较低，但是却在平均红白细胞含量、平均血红蛋白浓度和红细胞平均体积上又略高于静脉组和末梢组，因为动脉血管出血量大，浓度高。
三、讨论
血常规检验是临床检查中的基础项目，检验结果对于诊断患者临床疾病具有重要意义，因而检验结果的准确性至关重要。通过对上述试验数据分析对比，可以得出以下结论：静脉组和末梢组的检验结果无明显差异，而与动脉组有明显的差异，说明采血方式的改变也会相应的影响血液内部各项的检测值，因而在临床上应该谨慎选择采血方式。动脉采血时必须要用绷带绷紧血管最强劲部位，才能避免在临床出现不必要的伤害，这样导致了采血难的问题。静脉采血是临床血常规检验的金标准，其受外界影响较小，检验结果准确性更高。静脉采血和末梢采血不需辅助工作就能直接一次采取血液样本，而且也不会随时间变化而出现血液变异，采集后的血液保质期长。选择最优的采血方法，一定程度上能保证患者得到及时有效的医治。由此可以得到，静脉采血和末梢采血检验结果更趋于真实，因而应该多采用静脉采血和末梢采血方法，以保证检验结果的准确性。
参考文献：
[1]腾完芬不同采血方法进行血常规检验在临床应用中的分析[J]医学美学美容（中旬刊），2014，23（1）：117.
篇10
摘要 针对电力系统仿真分析中几种常用的同步发电机数学模型进行了深入的研究和比较，通过采用电力系统分析综合程序EPRl－7节点系统进行了仿真分析。结果表明采用不同的导出模型和同一导出模型不同阶次的发电机数学模型时，系统的稳定性是有差异的。在同一故障下，采用阶数越高的同步发电机数学模型，系统的稳定性水平越高。最后，论文给出了一般情况下电力系统仿真分析中同步发电机数学模型的选择方法。
关键词 电力系统 同步发电机数学模型 暂态稳定
1 引言
我国电力工业已进入大系统、大机组、高电压及自动化的发展阶段。超高压、长输电线的出现，使系统中的发电机面临诸多问题，建立更精确地描述同步发电机的数学模型是十分必要的。电力系统数字仿真因具有不受原型系统规模和结构复杂性限制，能保证被研究系统的安全性，且具有良好的经济性、方便性等优点，在电力系统各个领域中已获得了广泛应用。实现系统数字仿真一股包括建立数学模型、建立数字仿真模型和仿真实验。大量电力系统工程研究和事故仿真表明，模型与参数对电力系统仿真精度与可信度有重大影响。常用的同步发电机数学模型由同步发电机电路方程及转子运动方程两部分组成。同步发电机电路方程又分为基本方程和导出模型两类。对于不同的假设条件，同步发电机模型可作不同程度的简化，因此同步发电机的导出模型也有不同的形式。同一假设条件下，不同的同步发电机数学模型，其主要区别在于电机的转子绕组数，如果转子d轴、q轴各有两个绕组，每一个转子绕组有一个一阶微分方程，则称之为转子四阶模型，连同转子运动方程两阶方程，整个发电机方程组为六阶模型。如果转子绕组数减少，则发电机方程组的阶数也相应减少。本文以同步发电机6阶模型为例，介绍两种不同假设条件下同步发电机的导出模型，简要介绍了其简化模型。并通过PSASP中EPRI－7节点系统进行仿真计算，比较采用不同的同步发电机模型时，对系统的稳定性分析的影响。在此基础上提出一种在一般情况下进行电力系统仿真计算时选取同步发电机数学模型的方法。可以在不同目的地电力系统仿真计算中应用。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
篇11
前言：
在水泥生产控制或日常例行分析检验中，一般采用快速化学分析方法。而所用快速方法与标准方法或公认是准确的经典方法是否具有相同效果，某一方法有无系统偏差，以及一种分析方法的最大允许误差的确定等，只有运用数理统计方法才能得出正确的评价或推断。
一、关于异常值的剔除
在化学分析过程中，误差总是不可避免的。在一组测定结果中，有时会出现一两个与其余数值相差较大的“离群”的结果。如果把这样离群的结果去掉，便可得到一组更为接近的数据。但是，直观上简单判断往往是不符合客观实际的。从误差理论的角度来考虑，所谓异常值只有在两种情况下可以剔除:一是在化学分析过程中的确是由于粗枝大叶或某种意外事故造成差错所出现的结果。这种结果应在发生差错后立即予以舍弃，二是在归纳整理试验结果过程中发现离群数值，按一定规则进行检验后再决定取舍。
剔除异常值的方法很多。在我们的实验工作中多采用的是格拉布斯((Grubbs)检验法。
假如使用同一化学分析方法分析同一试样得到一组结果从小到大地排列为x 1 ,x 2 ... ... Xn，平均值为x，标准偏差为S。则测定值xi(i=1,2,一n)与平均值，的偏差，以标准偏差S为尺度来衡量时就不应太大。根据这一思路得统计量:
式中：
然后由附表1查出对应于数据个数n和选定的显著性水平a的临界值(在一般化学分析中通常取5%的显著性水平，即a = 0. 05)，若算得的G1或G2值>临界值，则被检验的数值x1(最小值(或Xn(最大值)为异常值，应予剔除，若G1或G2值
现以硫酸钡重量法(银坩埚一氢氧化钠熔融处理试样)测定明矾石膨胀水泥中SO3的一组分析结果(表1)为例，来说明上述方法的具体应用。
表1 明矾石膨胀水泥中三氧化硫的测定结果
由表1所列结果知:
故得统计量:
如果选择0.05显著性水平，则由附表1查得相对于n=10的格拉布斯检验临界值为2.290。今G1=2.367，大于临界值2.290，应判为异常值予以剔除。而G2 = 0.918，小于临界值2.290，不属于异常值，应予保留。
应用格拉布斯检验法，可同时剔除一个以上的数值，但不应按剔除后余下的测定结果的平均值和标准偏差，再作第二次剔除，
格拉布斯(Grubbs)检验临界值 附表1
二、两种化学分析方法是否具有相同效果的检验
在水泥生产控制或日常例行分析中，所用快速化学分析方法与国家标准方法或公认淮确的经典方法是否具有相同效果，是判断该快速方法能否代替国家标堆方法或经典方法的依据下而介绍数理统计中比较简便的成对对比法。
选取n个不同类型的试样，各用两种分析方法测定一次或两次(取平均值)。现以xi代表方法一测得的结果，以Yi代表方法二测得的结果，则每对结果的差值Di=Xi-Yi，平均
差值
如果两种分析方法没有显著性差异，则平均差值D，与零之差，以平均差值的标堆偏差SD为尺度来衡量时就不应太大。据此，提出下式作为检验两种分析方法是否具有相同效果的统计量：
则
按上式计算的t位，如果小于附表3相当于自由度为(n-1)的显著性水平a为0.05的临界值时，则认为D同零没有显著差异，也就是两种分析方法具有相同效果，可以相互代用;反之，则认为两种分析方法存在着显著性差异，在不降低分析准确度的情况下，彼此不能相互代用。
现以测定明矾石膨胀水泥中SO3的燃烧法与硫酸钡重量法(镍坩埚一氢氧化钾熔融处理试样)是否具有相同效果的检验为例，来说明下述公式的具体运用。两种分析方法测得SO3的结果列于表2。
由表2所列结果得统计量:
燃烧法与硫酸钡重量法测定SO3结果的统计检验 表2
科克伦(Cochran)检验l临界值 附表2
当自由度为10-1=9时，由附表3查得t 0. 05=2.262。今t=0.422＜ to.o5=2.262，所以两种分析方法具有相同效果，可以相互代用，这在95%的情况下是不会发生显著偏差的。
附表3 t值
三、水泥化学分析实验数据信息处理系统设计
1、系统的主要内容
该系统主要采用的水泥产品标准有GB175-2007《通用硅酸盐水泥》、GB/T 176-2008《水泥化学分析方法》，实现水泥产品化学分析检验项目实验数据自动采集、自动计算与校核，结果分析评定。系统主要包括6个通用硅酸盐水泥化学分析检验项目的数据信息处理模块:烧失量的测定一灼烧差减法;三氧化硫的检测一硫酸钡重量法(基准法);氧化镁的测定一EDTA滴定差减法(代用法);氯离子的测定一磷酸蒸馏一汞盐滴定法(代用法);碱含量的测定一火焰光度法(基准法);不溶物的测定一盐酸一氢氧化钠法。
2、实验数据处理流程
首先系统管理员使用系统账号和密码，登陆水泥化学分析实验数据信息处理系统，完成样品编号的录入或根据样品编号查询实验记录和进展情况;如果记录已存在，显示原始记录的详细信息，如果记录不存在，系统会提示“暂无信息，请先添加”，系统管理员可向实验员发出检验指令。
实验员使用用户名和密码，通过IE浏览器登陆水泥化学分析实验数据信息处理系统，在选择的实验项目界面下，按照实验流程录入实验原始数据后，保存成功后，系统提示“保存成功”，刷新原有页面。点击“提交”按钮，点击“导出W ord”按钮，系统自动导出W ord文档的检验原始记录。
3、系统的实现
3.1用户登录系统
系统设置系统管理员、实验员两个角色，用户按照预先设定的用户名和密码登录系统，系统管理员可以根据需求增加、修改或删除用户信息，并查询系统内所有角色，管理员可以增加、修改、删除实验员信息。
3.2实验样品编号信息的录入与查询
系统管理员登陆系统界面后，首先完成样品编号和该编号样品信息内容的录入。实验员注册登录系统界面后，选择实验样品编号，查询相应的样品名称，规格型号等相关信息以及该样品需要检验的实验项目，如图1所示。按照实验室管理要求，实验员无法看到样品的详细信息，例如:生产企业、委托单位等样品信息。
图1
3.3实验数据信息的录入
实验员在选择样品和检验项目后，系统进入实验数据信息录入界面，以下以水泥氯离子实验数据信息录入为例，实现了水泥氯离子实验中实验环境、称样量、空白实验消耗硝酸汞标液等信息数据录入，系统完成准确计算和显示。
3.4实验数据的处理与原始记录的生成
实验员按照实验流程录入实验原始数据后，保存成功后，系统提示“保存成功”，刷新原有页面。点击“提交”按钮，系统自动处理实验数据并显示实验结果，当实验数据出现错误，系统自动显示红色报警。当系统自动处理实验数据后根据GB175-2007《通用硅酸盐水泥》各项目标准值，对检验结果进行判定，给出“合格”或“不合格”的结论。
结语：
有关数理统计的计算方法很多。本文只是结合工作中的计算实例，向水泥厂化验室简单介绍数理统计方法的某些具体应用，以期对提高水泥化学分析水平和加强质量管理方面，起到一点抛砖引玉的作用。
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定量分析方法这一概念出自分析化学，是指对化合物或混合物组分的相对比例进行测定。定量分析方法是自然科学的一种基本方法，从哲学的角度看，社会科学和自然科学在方法论上是相通的，科学的发现遵循相同的逻辑和过程，两者有时可使用相同的手段，只要对人类社会的研究采用了科学的、可靠的、能够重复和检验的方法，那么这种研究所获得的知识也是科学。当代自然科学普遍使用实证、推理的研究方法。首先提出假说，然后尝试用经验性的证据来验证。量化是自然科学研究的基本特征之一，而定量分析(qMantitative analysis)是分析一个被研究对象所包含成分的数量关系或所具备性质问的数量关系；也可以对几个对象的某些性质、特征、相互联系从数量上进行分析比较，研究的结果也用“数量”加以描述。
二、定量资料分析的方法的应用
1、国防方面 在国防经济学研究中，将军事学、经济学、系统科学，现代数学、统计学和计算机技术结合起来，共同研究国防经济现象的数量表现。而运用统计学中定量分析方法，可使国防经济的研究得到更准确和有效的定性结论，以化人们对国防经济问题的认识，优化相关决策，促进国防经济学的科学化和规范化。经济学中阿罗不可能性定理是用数量化和形式化的分析方法得到定性结论的一个典型，它的理论意义和实际意义都很明显。用系统聚类方法对国防经济、军事格局的研究也具有这样的特点。对国防经济问题进行认识、判断和决策，依赖于对基本情况与基本规律的准确了解和对未来变化的可靠预测，这需要有实用和精密的理论，要求采用定量研究方法帮助提高理论的准确程度和实用程度。例如，国防经济学家认为，一国国防经济实力的强弱是决定一国地位的重要因素之一，这里的强弱应该是一个相对量。国防经济实力的对比是更为重要的因素，而要对国家之间的国防经济实力进行对比，就需要进行定量分析和比较。否则，这种比较就成为主观的和无根据的东西。运用定量分析的方法还可以使国防经济学科走向成熟，有利用开阔研究人员的视野和方法，拓宽国防经济的研究领域。
2、医学方面 定量资料是医学科研及论文中涉及较广的一类资料 ,其定义为测定每观察单位某项指标的大小而获得的资料 ,其变量值是定量的 ,正确合理地选用定量资料的分析方法关系到论文及科研成果的科学性与严谨性，可以使医学更明确快速的发展，。
3、旅游方面 对旅游资源进行必要而准确的定量分析，不是可有可无，更不能随心所欲（或者凭长官意志）。在整个社会所处于的市场经济中，旅游文化市场是一个特殊的市场，它有着本身所固有的不以人的意志为转移的活动规律。对现今社会，旅游资源的定位分析是从客观方面所作出的价值判断，而我们需要对他作出的定量分析，就是从主观方面的一种价格定位，也就是可以进入旅游市场的文化产品作出明确的、可以浮动的价格审定。通过定量资料分析，得出具有主导性的清晰、明确的认知之后，才能根据结果发掘出更好更有潜力的旅游资源。
4、市场营销方面 为顺应市场竞争形势的改变，越来越多的企业认识到精确营销的重要性，而实现精确营销目标的前提是对市场做出精准的认识和判断，因此市场研究也就越来越为现代企业所依赖。统计分析是认识事物的重要工具，一旦有效地运用于市场营销就会为营销决策者提供精准指导。因此，有效的将定量资料分析运用到市场营销中并分析得出准确清晰的分析判断，是顺应现代市场形势变化的必要条件。
5、教学方面 随着我国经济、政治、文化等各方面改革的深入展，高等教育在社会中的作用日益突出，高教研究逐步受到重视。但高等教育学是一门实践性很强的学科，光有理论还不足以学有所用同时还要有教育实践。高等教育研究采用多学科的研究方法就是把多种学科领域中的基本理论和方法作为工具来分析和表述在教育理论和实践中的问题。将统计学的相关理论应用在高等教育中的一个比较特殊的教学实践中，用定性研究与定量研究相结合的方法来探讨差异素质学生的教育，为如何因材施教提供方便的方法。
6、市场服务方面 服务行业的质量提升涉及方方面面，量化指标是改进工作中的基础组成部分，对服务时限的控制又是其中的重要一环，因为在业内人士中流传着一句谚语：迟到的服务就像是雨过送伞。养成以客户为导向、以数据分析为手段的理念对我们寻找影响服务过程质量的关键因素来说意义深远。市场经济下，市场竞争实际上是人才的竞争。通过定量分析数据得出加强专业人才的教育和培养的方式，为服务业的发展提供智力资源，建立完善的人才培养和引进机制，大力培养复合型人才，努力提高其综合素质，提高服务业的经营管理水平。
7、投资与能源消耗方面 改革开放至今，我国经济取得了巨大成就，但粗放型的增长方式造成了高投入、高消耗、低能源利用率、低产出的现象。国家提倡节能减排，必然会要求对能源的需求量下降，从而会放缓经济的增长速度。通过利用定量资料的分析，可以对我国GDP与能源消耗、投资长期均衡和短期调整状况进行实证分析，为我国能源政策的制定提供指导，实现节能降耗与经济增长的双赢。
参考文献：
[1]郑学详李剑华.军事经济研究方法[M].解放军出版社，2007.
[2]库桂生. 沈志华.国防经济学[M].北京:国防大学出版社.
[3]孙振球,徐勇勇.医学统计学[M].北京:人民卫生出版社,2002.3.
[4]潘懋元.中国高等教育研究的历史与未来(M).中国地质大学学报(社会科学版),2006(9).
篇13
一、问题提出
中小学信息技术课程教学注重学生实践能力的培养，作品制作，如电脑绘画、电子板报等也就成为教学中不可或缺的环节。作品制作水平的变化形成了学生信息技术能力的发展轨迹。教师应该对这些作品妥善保管、准确评价，以便发挥评价的引领功能，促进学生学习兴趣和学业水平的发展。
但学生作品管理一向是机房管理中的老大难问题，特别是义务教育阶段由于学生多，能力差异大，课程间隔时间长，学习习惯不佳，作品类型杂而导致教师难以拿出切实、有效的机房作品管理方案，一方面不利于对学生作品做出客观、及时的评改，另一方面也无法避免学生作品被恶意删改。
二、现状分析
面对这一难题，信息技术教师主要运用表1中列出的方式来解决，这些方法的特点分析如下：
传统机房作品管理方法各有优点，但是也有难以克服的缺点。经调查，一线教师对机房作品管理的需求是：
1.安装简单
不必进行繁复的安装设置，特别是信息技术的兼职教师不一定具有较强的技术能力，如果安装过于复杂，会导致他们无法使用。
2.使用方便
操作界面应该统一、直观，容易理解，符合使用习惯，无论是学生操作，还是教师管理、评价都要方便。作品能分类存放和显示，各项统计可自动进行。
3.兼容性强
适应广大学校不同机型，甚至面对同一机房中的不同机型都能正常使用。
三、机房作品管理系统的开发思路
1.基于B/S模式设计，便于系统升级
B/S结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式）是Web兴起后的一种网络结构模式，Web浏览器是客户端最主要的应用软件。这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。客户机上要安装一个浏览器（Browser），如Internet Explorer，服务器安装Oracle、 SQL Server或ACCESS等数据库。浏览器通过Web Server 同数据库进行数据交互。如今流行的Web2.0如Blog、wiki等就是在这种网络结构模式上发展起来的，人们使用网络习惯已经从单纯的“读”向“写”、“共同建设”发展。
笔者采用ASP动态语言+ACCESS数据库编写出Web2应用程序――机房作品管理系统（以下简称为管理系统），学生上网自主提交作品，成为可供查询的作品信息，让教师从管理作品的繁重任务中解放出来，专司指导与评价。
2.运用框架构建，界面简洁易用
作品的提交、显示和管理如果都在一个网页进行，将大大方便使用。HTML框架可以在同一个浏览器窗口中显示不止一个页面，在总起的 html文档中各框架既互相独立又可互相作用，重载页面时不需要重载整个页面，只需要重载页面中的一个框架页，减少了数据的传输，从而增加了网页下载速度。为此，笔者用frameset标签把管理系统首页default.asp定义为一个如图1所示的混合结构式框架集，分别是作品目录导航、作品提交和内容显示框架。
学生提交作品时在top框架进行，left和main框架内容的更新显示不影响top框架的操作，提交作品会触发left框架的目录页面和main框架的页面更新显示。这样，对于使用者来说，内容显示和处理操作始终在首页上，直观明了。
3.采用IP认证，避免使用账户的烦恼
常用的账户认证方法是账号+密码，但学生一周才上一节信息技术课，容易忘记，影响使用效率的同时，增加了教师的工作负担。笔者根据使用环境和对象特点，采用了IP认证方式，就是以学生机的IP地址来识别学生。该方式的工作原理是这样的：学生访问首页，系统利用asp内置对象Request.ServerVariables（"REMOTE_ADDR"）获得学生机的IP地址，立刻与数据库中该班的学生数据表（表有学号、姓名、IP地址等列）的IP地址进行比对，如相同即填充IP对应的学号和姓名到作品提交框架网页的输入框，如图2所示，没有则留空，如图3所示，并标记该学生信息到各框架网页进行识别控制，如显示下载作品按钮。
这样的认证设计学生并不需要记忆账号密码，只要第一次提交作品时输入学号和姓名，系统就保存了学生的信息。另外运行本系统软件的电脑上赋予管理权限，教师可直接进行管理操作。这样设计大大减轻了师生的负担。因为IP认证不是强认证方式，所以需要配合控制和识别等设计一起使用，如控制是否允许提交作品，换位只能由教师操作，学生作品都附带提交时电脑的IP地址，以便对作品文件进行识别跟踪。
4.使用JS验证，防止输入错误
如果教师、学生在提交数据时误输入数据或漏输入数据，会导致系统出错，无法使用，因此有必要对此进行验证。JS（JavaScript）是基于浏览器端执行的脚本开发，可在不增加服务器负担情况下和用户进行交互，非常适合用来做网站提交数据的表单验证工作。在学生提交作品表单中，学号输入框加入onkeyup和onafterpaste 两个事件的javascript正则表达式 来限制非数字的输入或粘贴，同样姓名输入框只需替换JS的正则表达式为（/[^＼u4E00-＼u9FA5]/g，””）就可以限制只能输入中文。文件判断是难点，需要文件选择框使用onchange事件来判断学生提交的文件扩展名是否正确、文件名是否符合要求等，如果与预设不一致即无法通过验证，并返回错误提示，要求重新选择。
这些数据在录入数据库前再次利用asp程序进行数值、字符、文件类型检验，通过这样严谨的数据验证，保证了系统可正常运行。
5.应用AJAX技术，实现自动更新
学生提交作品的时间是不确定的，如果教师和学生要不断刷新网页来看是否有学生提交了作品，无疑不大方便。
AJAX是一种交互性强的 Web 应用程序的技术，AJAX的最大优点是能在不更新整个页面的前提下维护数据。这使Web应用程序更为迅捷地响应用户动作，并避免了在网络上发送那些没有改变过的信息。本系统使用了一个AJAX连接池，分别在list.asp、up*.asp、show*.asp和default.asp等页面多处加入监测数据库中数据变化的XMLHttpRequest。当有学生提交了作品，程序把作品数据录入到数据库，list.asp上的XMLHttpRequest发现数据有变化，自动刷新目录框架网页和显示框架网页。同样当教师改变了系统的设置，系统会判断哪些框架页面需要更新而写入相应的数据，在各框架页面监控到即自动更新，达到各客户端“同步”的效果，实现了管理的可控性，如指定提交作品类型、暂时限制提交作品等。
6.编译成执行文件，保证易用性和安全性
NetBox提供了可编程的高性能 HTTP 服务器对象，直接编译到应用中无需独立部署。本系统代码使用netbox封装编译成一个可独立运行的执行程序文件，可在win98/WIN2000/XP/WIN2003/WIN7/WIN8等微软32位操作系统上运行。既省去了代码方式时需要安装IIS的麻烦，又避免因文件丢失或被修改而导致系统无法使用的情况。
四、管理系统的使用
1.软件的安装
本系统软件是一个绿色软件，以一个自解压文件提供，安装时只释放出软件目录和快捷方式，运行时也不向软件目录外进行“写入”操作。即使把软件目录拷贝到别的电脑，数据、作品文件依然可用。即装即用，教师没有安装的负担。
2.系统设置
运行软件，所在电脑即虚拟出管理系统的HTTP应用服务器，并在状态栏显示软件图标。（见图4）单击该图标即可打开软件菜单，可进行相应的操作，如关闭软件。
初次使用软件，软件会进行数据初始化，并自动打开浏览器访问系统，进入如图5所示的系统设置页。
设置共有13项内容，可根据帮助提示进行设置。再次设置只需单击功能导航中的“设置”按钮即可打开此页，此页的填、选项基本控制了整个系统界面的呈现和功能变化。
3.上交作品
学生打开系统快捷方式或在浏览器地址栏输入系统的网址，访问系统，在首页的作品提交框架页由学生自主上传作品文件完成，只能上传设定的作品类型，提交的作品文件与学生学号、姓名和日期相关联，需要输入或选择的内容会因当前设置和使用情况而有所不同，按提示进行即可。（见图6）
4.查看、评价作品
在系统首页显示框架页默认显示当前日期的作品，也可通过点击日期链接显示该日期的作品。（见图7）作品信息包括作品类型，学生学号、姓名，提交时的IP地址，还有教师评分、学生赞评、删除和下载等功能按钮，集中显示在一个方框里。绘画类显示缩小图，其他类型显示图标。点击图标或缩小图即可弹出窗口，如图8所示，教师可以进行点评和打分，学生也可投“赞”票。
5.管理操作
管理操作包括主题管理、作品管理、学生管理、统计管理和使用记录管理等，点击功能导航中的功能按钮即可打开相应的管理页面。其中作品管理主要指删除、下载、归集等操作，并没有独立的页面，分别在不同页面进行。总的来说管理操作都十分容易，根据页面提示进行即可，这里只简单介绍一下学生管理和统计管理。
学生的名册由学生提交作品时自动生成，点击 “管理”按钮可显示框架打开。教师可以在此处帮输入错误姓名的学生改名，修改学生IP完成学生调位工作，删除学生信息，查看学生所有作品；也可作限制处理，如教师示范作品不参与统计，可提供下载，或限制提交作品。
统计管理提供极其方便的统计选择，成绩统计页面中的日期管理栏会列出当前作品类型的所有作品的日期，主题、完成情况等信息，以便教师了解总体完成作品情况，通过勾选项可决定某一日期目录是否显示、计分或作为考试，这些改变会即时反映在下面的学生成绩栏的统计中，并生成excel表供下载，方便教师对学生做出学期量化评价。
五、效果分析
1.系统兼容性强、运行稳定、易用性强
笔者所在学校为2个校区，电脑配置差异较大，其中一个校区机房配置：赛扬III、内存32M、15寸CRT显示器，操作系统为Win98；另一个校区机房配置：酷睿双核E、内存1G、17寸液晶1024*768分辨率，操作系统为WinXp。一个班约40人上机，使用管理系统提交作品文件，近1年的使用表明，系统一直平稳运行，教师机、学生机状态正常。
本校使用学生为三至五年级。各班在教师示范一次后，就能初步使用，经过一两节课强化使用后，学生就掌握了使用方法。也有个别学生在输入自己姓名时存在中文打字困难，但在其他学生的帮助下他们也能顺利完成，说明管理系统容易使用，连小学生都没有困难。
2.作品保管安全，利于教师熟悉学生
作品以学生的学号、姓名和日期作为文件名，集中保存在系统软件目录下的班级目录里，并以日期文件夹分类。即使不使用管理系统，直接打开文件夹也可顺利找到某学生的作品。学生只可下载而不能删除自己的作品，更无法删改别人的作品。教师在网页上可即时看到学生提交作品的详细信息，根据这些教师容易将作品与学生对上号、姓名与座位对上号，有利于熟悉学生，改变了以往一个学期下来几百个学生也叫不上几个学生姓名的困窘。
3.减轻管理负担，教师可专注教学、辅导
教师设置好班别和提交类别等，作品的提交由学生自主完成，教师腾出时间可对个别学生进行针对性辅导。学生提交后的作品会立即显示在系统上，教师可即时对作品点评打分，学生也可根据教师的评分来修改作品，重新提交。
教师评分后，系统自动统计学生个人的学期平均分、缺交作业次数和每次作业的班平均分并能以EXCEL形式导出，教师由此可准确对学生进行学业评估，大大减轻了工作量。
4.分享交流方便，提高了学生积极性
作品提交到系统，所有同学都即时看到，改变以往自己作品无人欣赏，做不做、做得怎样都无所谓的现象，好的作品能得到大家的赞扬肯定。同时通过“我的作品”的按钮也可查看自己所有的作品，学生容易产生成就感，提高了学习的积极性。学生完成作品的量和质都有较大的进步。
六、注意事项
1.杀毒软件误报的处理
本系统代码使用Netbox封装，会被个别杀毒软件误报为病毒。如安装了360安全卫士和360杀毒软件的电脑使用本软件时，会提示发现木马病毒，这时需要把文件加入安全软件的白名单或信任名单才能正常使用，否则文件会被删除而无法使用。
2.在线查看板报类作品的说明
要实现在线查看报刊类作品的功能，需要客户端安装相对应的office软件，并下载本系统提供的客户机设置程序进行安装。
七、局限性
1.不适合在动态IP的机房使用
如果机房采用DHCP分配IP，并且IP没有与MAC（Media Access Control）地址进行捆绑的话，会因学生机的IP不固定，造成使用管理系统时的认证错误，使诸多预设功能失效。
2.非单一文件作品的提交和修改尚缺乏简洁的方案
管理系统现在非单一文件采用文件夹压缩成文件的方式，对于文件名等都有限定，容易造成学生误操作，影响效率。
软件的生命力在于不断完善升级，大家可在http：///eclassapp下载并了解本系统软件相关信息，期待得到同行的指正和交流。
参考文献：
